گزارش کارآموزی بررسی آزمایشگاه متالورژی شرکت سایپا در 46 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

مقدمه ?
سخت کاری سطحی ( موضعی ) فولاد ?
دسته بندی روشهای سخت کاری سطحی ?
سمانتاسیون با کربن دهی سطحی فولادها ?
کربن دهی گازی ?
گازهای کربن دهی ?
کوره ها ??
عمق نفوذ مؤثر و عمق نفوذ کل ??
کربن دهی مایع ??
مزایا و محدودیتهای کربن دهی مایع ??
کربن دهی جامد ??
روشهای اندازه گیری عمق نفوذ در قشر سمانته ??
سمانتاسیون به روش پلاسمایی ??
نیتراسیون ??
مکانیزم تشکیل قشر نیتروره ??
تأثیر نیتراسیون بر خواص مختلف فولاد ها ??
تصویر میکروسکوپی ??
روشهای مختلف عملیات نیتراسیون ??
مشخصات لایه نیتروره نسبت به لایه کربوره ??
مزایا و معایب نیتراسیون در مقایسه با سایر روشها ??
معایب نیتراسیون ??
پلاسما ??
کاربرد نیتراسیون پلاسما ??
میل لنگ ها ??
انواع چرخ دنده ها ??
مقایسه اقتصادی روشهای گازی و پلاسمایی ??
مزیت های روش گازی ??
مزیت های روش نیتراسیون پلاسمایی ??
فولادهای زنگ نزن ??
علائم DIN برای نامگذاری فولاها ??
نقشه خوانی قطعات ??
اطلاعات بدست آمده از روی نقشه در مورد فیلتر بنزین ??
شناسنامه قطعات ??
بررسی مهره ها و پیچ زانویی هواکش CLC 36
سختی گرفتن از پیچها ??
جمع بندی ??
نام قطعه بررسی شده: سگ دست Knucle ( پراید ) ??
نام قطعه بررسی شده : چشم شیشه شور ??
نام قطعه بررسی شده : دنده دوم پراید (GEAR – SEC 2N) 43
دستگاه کشش ??
بازدید از خط تولید پراید ??
تست های انجام شده بر روی پراید در خط تولید ??









در طی دوره ای که کارآموزی خود را در آزمایشگاه متالوژی شرکت سایپا گذراندم از تجربیات عملی و دانسته های علمی افراد زیر بهره مند شدم . تشکر و قدردانی فراوان را از زحمات :

v دکتر سلمانی

v مهندس طالبی

v مهندس بهمن پور

v مهندس میرکمالی

v مهندس دمیرچی

که در این مدت تمام تلاش خود را در جهت ارتقاء سطح علمی و افزایش تجربیات عملی اینجانب انجام داده اند ، می نمایم .


در دورة کارآموزی در شرکت سایپا واحد آزمایشگاه متالوژی علاوه بر کارهای عملی و تجربی انجام شده در این بخش ، برای هر کار آموز یک پروژه تحقیقاتی که مرتبط با کاربرد متالوژی در صنعت خودروسازی می باشد تعریف شد ، تا کارآموز در کنار کارهای عملی با انجام کارهای تحقیقاتی نیز آشنا شود.

پروژه اینجانب سخت کاری سطحی روشهای آن ، بویژه نیتراسیون پلاسمایی و کاربرد آن در صنعت خودرو می باشد که با راهنمایی و مساعدت دکتر سلمانی انجام گرفت .


سخت کاری سطحی ( موضعی ) فولاد



دو روش کاملاً متفاوت برای سختکاری سطحی یعنی فرآیندی که در آن سطح قطعات سخت شده و در مقابل سایش مقاوم باشند ولی در عین حال مغز آنها همچنان نرم و چقرمه باقی بماند وجود دارد . یکی اینکه فولادی را انتخاب کنیم که کربن کافی داشته و با گرم و سرد کردن سخت شود . در این فولاد ما می توان قسمتهای مورد نیاز را با گرم و سرد کردن سریع سخت کنیم . دوم اینکه فولادی را انتخاب کنیم که ذاتاً قادر نیست تا حد بالایی سخت شود . ولی با تغییر دادن ترکیبات شیمیایی لایه سطحی می توان لایه مذبور را سخت کرد .

دسته بندی روشهای سخت کاری سطحی :

روشهای سخت کاری سطحی از نقطه نظر عملی به چهار گروه عمده شامل :

1 ـ کربن دهی ( کربو رایزینگ )

2 ـ کربن و ازت دهی ( کربو نیترایدینگ )

3 ـ ازت دهی ( نیترایدینگ )

4 ـ ازت دهی و کربن دهی ( نیتروکربورایزینگ )

تقسیم می شوند .


سمانتاسیون با کربن دهی سطحی فولادها :

برای تعداد زیادی از محصولات صنعتی ، نظیر چرخ دهنده ها . خار پیستون ، محورهای انتقال و امثال اینها ، لازم است که سطح قطعه سخت بوده و در عین حال قسمت مرکزی آن ، چکش خواری خود را حفظ کرده و مقاومت به ضربه بالایی داشته باشد ، تا بتواند در مقابل نیروهای دینامیک مقاومت نماید . برای این منظور سطح قطعه را با کربن سمانته می کنند .

هدف از سمانتاسیون اشباع سطح قطعه فولادی از کربن می باشد .

برای سمانتاسیون می توان از سه نوع سمان استفاده کرد . به عبارت دیگر در سمان یا محیط کربن ده ، می توان قطعات را به سه روش مختلف مورد سمانتاسیون با کربن قرار داد :

1 ـ سمانتاسیون با عناصر جامد کربن ده .

2 ـ سمانتاسیون گازی ( یا کربن دهی گازی )

3 ـ سمانتاسیون مایع .

هدف از سمانتاسیون به دست آوردن یک سطح سخت و مقاومت در برابر فرسایش می باشد که با پر کردن سطح قطعه تا حدود 0.8 الی 1.1 درصد و سپس آب دادن آن حاصل می شود . این عمل نیز حد خستگی را بالا می برد .

سمانتاسیون ، عموماً بر روی فولادهای کم کربن ، یا فولادهایی با 18/0 ـ 1/0 درصد انجام می گیرد . برای قطعات بزرگ می توان فولادهایی با کربن کمی بیشتر
( 0.2 – 0.3 درصد ) به کار برد. فولادهایی که عمق نفوذ آب گیری در آنها کم است ، برای سمانتاسیون مناسب است . زیرا با سمانتاسیون این فولاد ها ، قشرهای مجاور زیر قشر سطحی و نیز قسمت مرکزی قطعه ، از کربن محیط سمانتاسیون اشباع نشده و چکش خواری خود را ، بعد از آب دادن سطح قطعه ، حفظ می کنند . در موارد متعددی لازم است که فقط قسمتهای معینی از یک قطعه سمانته شود. در این صورت بخشهایی را که نباید سمانته شوند را می توان از یک رسوب الکترولیتیک مسی ( به ضخامت 04/0 تا 03/0 ) و یا لفافهای مخصوص پوشانید .

این لفانها معمولاً از مخلوطی از تالک با رس سفید ( کائولن ) که کاملاً نرم شده و با شیشه محلول ( چسب شیشه یا سیلیکات سدیم ) خمیر گردیده است ، تشکیل شده اند . چون در هنگام سمانتاسیون این خمیرها به راحتی ترک برمی دارند ، لذا نمی توانند کاملاً در مقابل نفوذ کربن مؤثر باشند . روش مطمئن پوشش دادن با الکترولیت مس است .

عمق نفوذ کربن یا ضخامت قشر سمانته ، طبق تعریف ، فاصله از سطح سمانته تا صفحه‌ای است که سختی آن به 550 ویکرز برسد . ( استاندارد SIS 11700 8 ) .

غلظت کربن در قشر سطحی فولادهای کربنی باید به حدود 0.8 الی 1.1 درصد برسد .

اگر درصد کربن در قشر سطحی ، از مقدار فوق تجاوز نماید . سمانتیت آزاد و درشت در سطح تشکیل شده و کیفیت سطح فولاد را پایین می آورد .

در فولادهای کربنی عملاً تشکیل کربور، در فاز آستنیت در اثر دیفوزیون ، غیر ممکن است در حالی که در مورد فولادهای حاوی عناصر آلیاژی نظیر V,MO,Mn,CN .

بر عکس ، در موقع سمانتاسیون تشکیل قشر دو فازه آستنیت + کربور ، به وفور دیده می شود در این حالت ، کربورهای رسوب یافته عموماً یک شکل کروی دارند .

سمانتاسیون فولادهایکه کرم ، مولیبدن با منگنز در خود دارند ، می تواند غلظت کربن در سطح تا حدود 2 ـ 8/1 درصد برساند .

فولادهای زنگ نزن :

فولادهای زنگ نزن به دلیل کروم زیاد ، مقاومت به خوردگی بالایی دارند . برای تولید این نوع فولادهای بایست در حدود 12% کروم اضافه نمود . کروم سطح فلز را با تشکیل یک فیلم پسیواکسیدی مقاوم به خوردگی می نماید . برای تولید فیلم اکسیدی نیاز به محیط اکسیدی داریم .

اضافه کردن نیکل به فولاد زنگ نزن مقاومت به خوردگی را در محیط طبیعی یا اکسیدی ضعیب بهبود بخشیده و موجب افزایش قیمت آن می شود نیکل انعطاف پذیری و چکش خواری را نیز بهبود می بخشد و ساختار CC F آستنیت را در دمای محیط پایدار می کند .

مولیبدن ، هنگامی که به فولاد زنگ نزن اضافه می شود ، مقاومت به خوردگی را در حضور یونهای کلرید ، بهبودی بخشد ، در حالی که آلومینیم مقاومت را در دماهای بالا بهبود می دهد .

گروههای مهم فولاد زنگ نزن عبارتند از :

¨ آلیاژهای آهن کروم

¨ آلیاژهای نیکل ـ کروم ـ کربن

¨ آلیاژهای آهن کروم ـ کربن

محلول اچ فولادهای زنگ نزن که از روی کتاب :

An Introductiory to Metullurgical Labaratory techniques.

استخراج شده عبارتست از :

3 Parts Concentraded hydroclorich acid.
1 Parts Concentraded hy hydronitric acid.
6-8 Parts glycring .



شناسنامه قطعات



هر یک از قطعات خودرو دارای شناسنامه ای مجزا می باشند که این شناسنامه ها در شرکت بایگانی شده و به هنگام لزوم به آنها مراجعه می شود هر شناسنامه دارای دو جلد است .

مشخصات موجود در جلد شناسنامه به شرح زیر است :

نام قطعه به زبان فارسی و اصلی ، شماره فنی قطعه ، نام مجموعه اصلی به زبان فارسی و اصلی ، شماره فنی مجموعه اصلی ، نوع خودرو / مدل
فرم گردش کار در شرکت تامین کننده قطعه
نوع قطعه از لحاظ عملکرد ( مکانیکی ـ برقی ـ بدون عملکرد )
اطلاعات و مشخصات فنی قطعه شامل جنس ( ترکیب شیمیایی وخواص مکانیکی) ، پوشش ، شعاعهای خم نامعین ، شعاعهای برش نامعین وضعیت سطع و ….
شرح آزمایشات ابعادی و ظاهری : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه
نـوع آزمایشـات پلیمری : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه .
نوع آزمایشات متالوژیکی : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه
نوع آزمایشات عملکرد و دوام : شامل روش آزمون استاندارد آزمون و ملاک پذیرش قطعه
کنترل نمونه ( گزارش نتایج آزمایشها )
نقشه های ضمیمه شده

در جلد دوم شناسنامه متن تمام استاندارد های مربوط به قطعه گنجانده شده است .

سختی گرفتن از پیچها



تعدادی پیچ که برای بررسی به آزمایشگاه ارجاع داده شده بود ، پس از برش بوسیلة اره و سوهان زنی در سطح مقطع بریده شده ، بوسیله دستگاه مانت ، مانت گرفته شده و سپس با توجه به شمارة فنی هر پیچ ، مشخصات استاندارد هر پیچ شامل سختی سطح ، سختی مغز ، جنس و نوع پوشش استخراج شد . با توجه به اینکه می دانستیم که این پیچها سخت کاری سطحی شده است ، لذا برای اینکه بتوانیم سختی سطح و سختی مغز را با توجه به فاصله از سطح تعیین کنیم ، سختی آنها بوسیلة دستگاه میکرو سختی سنج اندازه گرفته شد .

دستگاه سختی سنج سختی را به ما بر حسب HV می دهد که با توجه به اعداد بدست آمده از روی قطر نقطه اثر و مراجعه به جدول ، معادل سختی بر حسب ویکرز بدست می آید .

همچنین دستگاه سختی سنج فاصله نقطه اثر که در آن نقطه سختی را می گیریم تا سطح قطعه بر حسب mm را مشخص می نماید .

چند نمونه از موارد بررسی شده :

نام قطعه بررسی شده : screw tapping

شماره فنی : k99865-C425B

درخواست کننده : سایپا کره

نام سازنده : کره

نوع پوشش : Black paint

جنس پیچ : size to szzc

سختی سطح در رنج قابل قبول : 450-750 HV

ضخامت قابل قبول : 0.1 – 0.23

آزمایشگاه معماری در 41 صفحه word قابل ویرایش با فرمت docx

جزئیات وسایل نیمه رسانا:

اهداف:

بعد از پایان یافتن این آزمایش شما باید قادر به :

1- دانستن صورگوناگون وسایل نیمه رسانا

2- پیداکردن اندازه hoiseدرگیتها

3- پیدا کردن گنجایش ورودی وخروجی گیتهای دانستن منطقی به طورنمونه گیتهای ttl

4- دانستن مفهوم تاخیر انتشار

مقدمه:

ازبعد تاریخی ابداع نیمه رسانا درشهرnew jersey درآزمایشگاه تلفن بل شروع شد.اگرچه امکان ساختsanta clara درسانفرانسیسکوبوداماحالاعموماً به عنوان Silicon valley شناخته می شود. توجه کردن به اینکه تعداد زیادی ابداعات در Silicon valley به عنوان زاد وولد جادویی شمرده می شود. جالب است که پیش ازسال1995سیستمهای دیجیتالی بااستفاده ازلامپ های خلآ ودیودهای نیمه رسانا ساخته می شد. یک دیود نیمه رسانا که ازنظراندازه خیلی کوچک ا ست در مقایسه با لامپ خلأ انرژی بیشتری مصرف می کند. درنتیجه درسیستم دیجیتالی داشتن سایزفیزکی بزرگ ومصرف انرژی نسبتاً بالابه چشم میخورد.

درسال1995این وضعیت با ظهورترانزلیستوربهبود یافت. William schockly جایزه ای رابرای سهم داشتن درابداع وتوسعه ترانزلیستوربرنده شد.

درواقع schockly آزمایشگاه تلفن بل را ترک کرد ومؤسسه خود را با نام Schockly semiconductor lab دایرکرد. دوسال بعدیک گروه کوچک از دانشمندان این مؤسسه راترک کردندومؤسسه خودششان راfair child semicon ductor نامیده می شد درsilicon valley شروع کردند.

درسال1986دودانشمند دیگربا نامهایrobert noyce وgordon moor مؤسسه Fair child را ترک کردند وشرکت جدیدی را بنامintegrated electronsic تأسیس کردند که عموماً به عنوان intel شناخته می شود.

قابل توجه است که دو دانشمندکه خودرا گرفتارطراحی8080کردند. شرکتintel را ترک کردند ومؤسسه جدیدی را بنامzilog کهZ-80 رااختراع کرد را پرکردند. ترانزلیستورکه درمقابل دیود خصوصیات مفیدی مانند کوچکی سایزومصرف انرژی کم داشت جایگزین لامپ خلأ شد. تا سال 1965 مدارات وگیتهای منطقی با این وسیله ها ساخته می شد. تکنولوژی ساختمان آنهابه سمت استفاده ازنیمه رساناها که IC نامیده می شد توسعه یافت. روز به روز طراحی اجزاء سازنده بهتر میشود. طراحی اجزاء IC با ترانزیستورها جدا ازهم شروع شد. سپسssi (مجتمع سازی در مقیاس کوچک) وmsi(مجتمع سازی در مقیاس متوسط) وlst(مجتمع سازی درمقیاس بزگ) ودرپایان تکنولوژی Vlsi(مجتمع سازی درمقیاس بسیار بزرگ) که هم اکنون استفاده میشود بوجود آمد.

درریزپردازنده های8بیتی و16بیتی سایزتراشه هامعمولاً به ترتیب150و350میلی است. بطورنمونه یک پرداز16بیتی داری000/100ترانزیستوردرساختمان خود است. وقتی که کمیتها رابرسی می کنیم اندازه گیری، نمایش، ضبط واداره کردن آنها ونشان دادن آنها به صورت شماره ای ورقعی ازاهمیت بالایی برخوردار است. درحقیقت،دو راه اساسی برای نمایش مقاومت کمیت وجود دارد که آن آنالوگ ودیجیتال است.

معرفی آنالوگ :

در این سیستم کمیت ها بصورت نسبی به نمایش درمیایند. برای مثال،انحراف سوزن درآمپرسنج در سرتاسرآن نسبی ا ست. دماسنج مثال دیگری است؛سطح جیوه به دما بستگی دارد وهرتغیری در دما برروی ارتفاع جیوه تأثیر می گذارد.

معرفی دیجیتال:

در این سیستم کمیتهابه صورت رقمی نمایش داده میشوند نه به صورت نسبی.یک مثال دراین زمینه ساعتهای دیجیتالی هستند. ممکن است مایک ساعت که وقت را درهردقیقه یاثانیه نمایش میدهد داشته باشیم.اگرچه زمان دریک روزمستمراً تغیرمی کند ولی زمان درساعتهای دیجیتال مستمراً وپیوسته تغیرپیدا نمی کند بلکه به صورت دقیقه ای یا ثانیه ای تغیرمی کند.نمایش دیجیتالی،زمان دریک روزبصورت گسسته تغیر می کند.

براساس نوشته های فوق،ممکن است آنالوگ به صورت پیوسته ودیجیتال به صورت گسسته مورد توجه قرارگیرد.ازآنجایی که خواندن درسیستم آنالوگ موردبحث اصلی ماست هیچ ابهامی درخواندن کمیتهای دیجیتال وجودندارد بنابرین اشتباه هست.

سیستم های آنالوگ ودیجیتال:

دریک سیستم دیجیتال،چندین وسیله که کمیتهای فیزیکی راکه بصورت دیجیتال نمایش داده می شوند راکنترل می کند. بنابرین دریک سیستم آنالوگ نیزچندین وسیله که کمیتهای فیزیکی راکه بصورت آنالوگی نمایش داده می شوند وجود دارد. به سبب به سبب چندین مزیت تکنولوژی دیجیتال،یک مبدل به تکنولوژی دیجیتال وجود خواهد داشت.

مقاله بررسی آزمایشگاه الکترونیک صنعتی (کاربرد الکترونیک قدرت) در 23 صفحه ورد قابل ویرایش

کاربرد الکترونیک قدرت

از سالها پیش ، نیاز به کنترل قدرت الکتریکی در سیستم های محرک موتورهای الکتریکی و کنترل کننده های صنعتی احساس می شد . این نیاز ، در ابتدا منجر به ظهور سیستم وارد - لئونارد شد که از آن می توان ولتاژ dc متغیری برای کنترل محرکهای موتورهای dc به دست آورد . الکترونیک قدرت ، انقلابی در مفهوم کنترل قدرت ، برای تبدیل قدرت و کنترل محرکهای موتورهای الکتریکی ، به وجود آورده است .

الکترونیک قدرت تلفیقی از الکترونیک ، قدرت و کنترل است . در کنترل ، مشخصات حالت پایدار و دینامیک سیستم های حلقه بسته بررسی می شود . در قدرت ، تجهیزات ساکن و گردان قدرت جهت تولید ، انتقال و توزیع قدرت الکتریکی مورد مطالعه قرار می گیرد . الکترونیک درباره قطعات حالت جامد و مدارهای پردازش سیگنال ، جهت دستیابی به اهداف کنترل مورد نظر تحقیق و بررسی می کند . می توان الکترونیک قدرت را چنین تعریف کرد : کاربرد الکترونیک حالت جامد برای کنترل و تبدیل قدرت الکتریکی .ارتباط متقابل الکترونیک قدرت با الکترونیک ، قدرت و کنترل در شکل نشان داده شده است .





الکترونیک قدرت مبتنی بر قطع و وصل افزارهای نیمه هادی قدرت .با توسعه تکنولوژی نیمه هادی قدرت ، توانایی در کنترل قدرت و سرعت و وصل افزارهای قدرت به طور چشمگیری بهبود یافته است . پیشرفت تکنولوژی میکروپرسسور / میکروکامپیوتر تاثیر زیادی روی کنترل و ابداع روشهای کنترل برای قطعات نیمه هادی قدرت داشته است . تجهیزات الکترونیک قدرت مدرن از (1) نیمه هادیهای قدرت استفاده می کند که می توان آنها را مانند ماهیچه در نظر گرفت ، و (2) از میکروالکترونیک بهره می جوید که دارای قدرت و هوش مغز است .

الکترونیک قدرت ، جایگاه مهمی در تکنولوژی مدرن به خود اختصاص داده است و امروزه از ان در محصولات صنعتی با قدرت بالا مانند کنترل کننده های حرارت ،نور ، موتورها ، منابع تغذیه قدرت ، سیستم های محرک وسایل نقلیه و سیستم های ولتاژ بالا (فشار قوی) با جریان مستقیم استفاده می کنند . مشکل بتوان حد مرزی برای کاربرد الکترونیک قدرت تعین کرد ، بویژه باروند موجود در توسعه افزارهای قدرت و میکروپروسسورها ، حد نهایی الکترونیک قدرت نا مشخص است . جدول زیر بعضی از کاربردهای الکترونیک قدرت را نشان می دهد .







تاریخچه الکترونیک قدرت

تاریخچه الکترونیک قدرت با ارائه یکسو ساز قوس جیوه ای ، در سال 1900 شروع شد . سپس ، به تدریج یکسو ساز تانک فلزی ، یکسو ساز لامپ خلاء با شبکه قابل کنترل ، اینگنیترون ، فانوترون ، و تایراترون ارائه شدند . تا دهه پنجاه برای کنترل قدرت از این افزارها استفاده می شد .

اولین انقلاب در صنعت الکترونیک با اختراع ترانزیستور سیلیکونی در سال 1948 توسط باردین ، براتین ، و شاکلی ، درآزمایشگاه تلفن بل ، آ‎غاز شد . اغلب تکنولوژی های الکترونیک پشرفته امروزی مدیون این اختراع است . در طی سالها ، با رشد و تکامل نیمه هادیهای سیلیکونی ،‌میکروالکترونیک جدید به وجود آمد . پیشرفت غیر منتظره بعدی نیز ، در سال 1956 در آزمایشگاه بل به وقوع پیوست ، اختراع ترانزیستور تریگردار PNPN ، که به تایریستور یا یکسوساز قابل کنترل سیلیکونی (SCR) معروف شد .

انقلاب دوم الکترونیک در سال 1958 با ساخت تایریستور تجاری توسط کمپانی جنرال الکتریک ، شروع شد . این آغاز عصر نوینی در الکترونیک قدرت بود . از آن زمان ، انواع مختلف افزارهای نیمه هادی قدرت و تکنیکهای گوناگون تبدیل قدرت ابداع شده است . انقلاب میکروالکترونیک توانایی پردازش انبوهی از اطلاعات را با سرعتی باورنکردنی به ما داده است . انقلاب الکترونیک قدرت ، امکان تغییر شکل و کنترل قدرتهای بالا رابا راندمان فزاینده ای فراهم ساخته است .

امروزه با پیوند الکترونیک قدرت ، ماهیچه ، با میکروالکترونیک ، مغز ، بسیاری از کاربردهای بالقوه الکترونیک قدرت ظهور می کند و این روند به طور مستمر ادامه خواهد یافت . در سی سال آینده الکترونیک قدرت انرژی الکتریکی را در هر نقطه از مسیر انتقال، بین تولید و مصرف ،‌تغییر شکل می دهد و به صورتی مناسبی تبدیل می کند . انقلاب الکترونیک قدرت از اواخردهه هشتاد و اوایل دهه نود تحرک تازه ای یافته است .

الکترونیک قدرت و محرکهای الکتریکی چرخان

از سالهای 1950 به بعد تکاپوی شدیدی در توسعه ، تولید ، و کاربرد وسایل نیمه هادی وجود داشته است . امروزه بیش از 100 میلیون وسیله در هر سال تولید می شود و میزان رشد آن بیشتر از 10 میلیون وسیله در سال است . این تعداد به تنهایی مشخص کننده اهمیت نیمه هادیها در صنایع الکتریکی است .

کنترل بلوکهای بزرگ قدرت توسط نیمه هادیها از اوایل سال های 1960 شروع شد .بلوکهای بزرگ قدرت که قبلاً به چندین کیلو وات اطلاق می شد ، امروزه متضمن چندین مگا وات است .

اینک تولید تعداد نیمه هادیهایی که قادرند جریانی بیشتر از 5/7 آمپر از خود عبور دهند بالغ بر 5 میلیون در سال است که ارزش کل انها در حدود 5/8 میلیون لیره استرلینک یا 20 میلیون دلار (و یا 5/1 میلیارد رسال ) است . نرخ رشد نیمه هادیهای قدرت که به تیریستور موسومند به پای نرخ رشد ترانزیستور رسیده است .

عمده ترین جزء مدارهای الکترونیک قدرت تریستور است ، و آن یک نیمه هادی سریعاً راه گزین است که کارکردش مدوله کردن قدرت سیسمتهای الکتریکی جریان مستقیم و جریان متناوب است . عناصر دیگر مورد استفاده در الکترونیک قدرت تمامی به منظور فرمان و محافظت تریستورها به کار گرفته می شوند . مدوله کردن قدرت بین 100 وات تا 100 مگا وات با روشن و خاموش کردن تریستور با ترتیب زمانی خاص امکان پذیر است .

خانواده تیریستور که یک گروهی از وسایل چهار لایه سیلیکونی است ، مرکب از دیود، تریود ، وتترود است . مهمترین کلید نیمه هادی قابل کنترل که در کنترل قدرت به کار میرود یکسو کننده قابل کنترل سیلیکونی است ، که یک کلید قدرت یک طرفه است ، و نیز تریاک که به صورت یک کلید قدرت دو طرفه عمل کی کند.

کلیدهای فوق می توانند در عمل یکسو سازی ، عمل تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب و عمل تنظیم توان الکتریکی به کار گرفته شوند. جای تعجب نیست که مردم از دیدن کلیدی به اندازه یک بند انگشت ولی با قابلیت تبادل قدرتی نزدیک به یک مگاوات برانگیخته شوند تیریستور این چنین کلید است . این کلید اصولاً یک ابزار دو حالتی (قطع و وصل) است ، لکن اگز از خروجی نسبت به زمان میانگین گرفته شود می تواند به طور خطی کنترل شود . لذابرای کنترل محرکهای الکتریکی مفید است .

تیریستور به علت قابلیت ارائه یک آمپدانس بی نهایت یا صفر در دو سر خروجی خود یک عنصر ایده ال برای واگردانها (مبدلها) محسوب می شود . سیستم تیریستوری می توان یک منبع قدرت نا مناسب را به یک منبع تغذیه مناسب تبدیل کند . مثلاً ایجاد یک منبع تغذیه جریان مستقیم از یک منبع تغذیه جریان متناوب و یا به دست آوردن یک منبع تغذیه فرکانس متغیر از یک منبع فرکانس ثابت ،تنوع زیاد الکترونیک قدرت را نشان میدهد .

محرکهای الکتریکی چرخان

یکی از مهمترین موارد استعمال الکترونیک قدرت کنترل محرکهای الکتریکی است . البته زمینه های کاربرد مهم دیگری نیز زا قبیل واگردانی معمولی قدرت الکتریکی (مبدلهای جریان مستقیم به جریان متناوب و بالعکس ) ایجاد حرارت القایی (کوره های القایی) کنترل شدت نور (در لامپهای الکتریکی )و گوش به زنگ نگه داشتن منابع تغذیه یدکی وجود دارد .

ولتاژ پایانه (ورودی )(محرکهای الکتریکی ) یکی از عمده ترین پارامترهای تنظیم کردنی است که برای کنترل مشخصه های یک موتور، مورد استفاده قرار می گیرد . مهمترین مشخصه مورد کنترل در موتورهای الکتریکی سرعت است . قبل از اختراع تیریستور روشهای مرسوم برای تنظیم سرعت افزودن مقاومت به خط و یا استفاده ازدستگاههای موتور - ژنراتور بود . در این روشها موتورهای کموتاتوری مناسبتر و رضایتبخش تر بودند . گاهی نیز سیتم تغییر فرکانس و یا تغییر قطب مورد استفاده قرار می گرفتند . همچنین زمانی یکسو کننده های جیوه ای و تقویت کننده های مغناطیسی در سیتهای کنترل جایگاهی پیدا کردند، اما اکنون به نظر می رسد که فقط در موارد خاصی سیستمهای کنترل تیریستوری نتوانسته اند جایگزین روشهای کنترل قدیمی شوند .

تیریستورها برای کنترل محرکهای الکتریکی ، از وسایل خانگی مثل مته برقی ، مخلوط کنها ، آسیابها و دستگاههای تهویه گرفته تا سیستمهایی با محرکهای فرکانس متغیر مورد استفاده در کارخانه های نساجی ، به قدرت 5 مگا وات و یادستگاههای کنترل شده با نیمه هادی برای تحریک توربو - آلترناتور ها در کارخانه های نورد فولاد به قدرتهای 50 مگاوات مورد استفاده قرار گرفته اند .

محرکهای الکتریکی جریان مستقیم

موتور جریان مستقیم برغم اینکه جا به جا کن (کموتور ) دارد و از موتور جریان متناوب با موتور اسمی مشابه بزرگتر است ، ولی به علت اماکن وسیع کنترل سرعتش که توسط کنترل ولتاژ ورودی آن صورت می گیرد ، رایجتر است . به این منظور منبع تغذیه به طور غیر پیوسته به نحو موثری توسط مدار تیرستوری قطع و وصل می شود. با تغییر نسبت زمان قطع به وصل منبع تغذیه می توان مقدار متوسط ولتاژ را در پایانه های (دو سر ورودی ) موتور تنظیم کرد . فرکانس قطع و وصل با کلید زنی تیریستور به قدری سریع است که موتور به جای ضربه های تکی با مقدار متوسط ولتاژ کار می کند .

در شکل زیر برای مدوله کردن مقدار متوسط ولتاژ مستقیم در پایانه های موتور چهار روش نشان داده شده است . در دو روش اول منبع تغذیه جریان متناوب است و این جریان توسط پل یکسو ساز قابل کنترل به جریان مستقیم تبدیل می شود. در روش کنترل سیکلی انتگرالی یک یا چند تا از نیم سیکلها درخروجی یکسو ساز در یک زمان حذف می شوند . این روش فقط در جریانهای متناوب فرکانس بالا برای اجتناب از نوسان موتور در حوالی سرعت متوسطش مناسب است . در این روش ضریب قدرت بار الکتریکی مربوط به طرف a.c زیادی است .

رگولاتورهای کاهنده

در رگولاتورهای کاهنده متوسط ولتاژ خروجی Va کمتر از ولتاژ ورودی Vs است . بنابراین نام «کاهنده » بسیار مناسب است . این نوع رگولاتور کاربرد زیادی دارد واین رگولاتور مشابه برشگر کاهنده است . کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . حالت 1 هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور Q1 و t=0 روشن شود . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف فیلتر C و مقاومت بار جاری می شود . حالت 2 وقتی شروع می شود که ترانزیستور Q1 و t=t1 خاموش شود . دیود هرز گرد Dm در اثر انرژی ذخیره شده در سلف هدایت می کند و جریان سلف از طریق L,C بار دیود و Dm ادامه می یابد . جریان سلف تا هنگامی که ترانزیستور Q1 دوباره در سیکل بعدی روشن شود افت می کند . بسته به فرکانس سویچینگ سلف فیلتر و ظرفیت خازن جریان سلف می تواند ناپیوسته باشد .

رگولاتورهای کاهنده که فقط به یک ترانزیستور احتیاج دارد ساده است و راندمان بالایی بیش از 90 %دارد یلف L di.dt جریان بار را محدود می کند . با وجود این چون جریان ورودی ناپیوسته است معمولاً فیلتری در ورودی مورد نیاز است . ولتاژ خروجی این رگولاتور دارای یک پلاریته و جریان آن نیز یک طرفه است . در ضمن به دلیل احتمال اتصال کوتاه شدن دو سر دیود نیاز به مدار محافظ است .



رگولاتورهای افزاینده

در رگولاتورهای افزاینده ولتاژ خروجی بزرگتر از ولتاژ ورودی است . بنابراین نام «افزاینده » برای ان انتخاب شده است . کار مدار را می توان به دو حالت تقسیم کرد . حالت 1 هنگامی آغاز می شود که ترانزیستور M1 در t=0 روشن شود . جریان ورودی که در حال افزایش است از طریق سلف L و ترانزیستور Q1 جاری می شود . حالت 2 وقتی شروع می شود که ترانزیستور M1 در t=t1 خاموش شود . جریانی که از ترانزیستور عبور می کرد حال از طریق L,C بار دیود Dm جاری می شود . جریان سلف تا هنگامی که که ترانزیستور M1 دوباره در سیکل بعدی روشن شود افت می کند . انرژی ذخیره شدهدر سلف L به بار منتقل می شود .

رگولاتور افزاینده بدون ترانسفورمر می تواند ولتاژ خروجی را افزایش دهد . این رگولاتور به علت استفاده از یک ترانزیستور راندمان بالایی دارد . جریان ورودی پیوسته است . ولی باید جریانی با پیک بالا از ترانزیستور قدرت عبور کند . ولتاژ خروجی نسبت به تغییرات دوره کار کرد K بسیار حساس است و این باعث مشکل بودن تثبیت رگولاتور می شود . متوسط جریان خروجی با ضریب (1-K) از متوسط جریان سلف کمتر است و مقدار موثر جریان عبوری از خازن فیلتر بسیارزیاد است . این امر باعث کاربرد فیلتر خازنی و سلفی بزرگتری نسبت به خازن و سلف رگولاتور کاهنده می شود .